(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１上表面と第１下表面を備えた第１基板と、
第２上表面と第２下表面を備えた第２基板と、
前記第１基板の第１下表面と前記第２基板の第２上表面の間にある液晶層と、
前記第１基板の第１上表面に設けられた第１偏光板と、
内部に偏光染料を添加して前記第２基板の第２下表面に貼付された第２偏光板を形成する光電変換素子と、
を含み、入射光波の振動方向が前記偏光染料の吸收軸の軸方向と平行な入射光の光子エネルギーが前記偏光染料に吸收されて光電変換を行なうことを特徴とする光電変換能力を有する表示装置であって、
前記光電変換素子は、
励起された電子を誘導する負極電極と、
前記負極電極上に設けられ、前記偏光染料の吸收軸の軸方向に平行な光子エネルギーを吸收して前記偏光染料上の電子を励起し、自由電子に遷移して光電エネルギー変換を行う偏光染料を有する半導体層と、
前記偏光染料を有する半導体層上に設けられ、前記偏光染料が失った電子を補充して還元作用を行う電解質層と、
前記電解質層上に設けられ、前記電解質層の還元作用の進行を加速する化学反応層と、
前記化学反応層に設けられ、外部電子を受入れて前記電解質層に伝達する正極電極と、を含むことを特徴とする光電変換能力を有する表示装置。
【請求項２】
前記第２偏光板は載置基板を備え、前記光電変換素子は前記載置基板上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項３】
第１基板と、
第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間にある液晶層と、
内部に偏光染料を添加し、直接前記第２基板の表面に統合された光電変換素子と、
を含み、入射光波の振動方向が前記偏光染料の吸收軸の軸方向と平行な入射光の光子エネルギーは、前記偏光染料に吸收されて光電変換を行なうことを特徴とする光電変換能力を有する表示装置であって、
前記光電変換素子は、
励起された電子を誘導する負極電極と、
前記負極電極上に設けられ、前記偏光染料の吸收軸の軸方向に平行な光子エネルギーを吸收して前記偏光染料上の電子を励起し、自由電子に遷移して光電エネルギー変換を行う偏光染料を有する半導体層と、
前記偏光染料を有する半導体層上に設けられ、前記偏光染料が失った電子を補充して還元作用を行う電解質層と、
前記電解質層上に設けられ、前記電解質層の還元作用の進行を加速する化学反応層と、
前記化学反応層に設けられ、外部電子を受入れて前記電解質層に伝達する正極電極と、を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記偏光染料の吸收軸の軸方向に垂直な入射光のみが前記第２偏光板を通過して表示光源となることを特徴とする請求項１に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項５】
前記偏光染料の吸收軸の軸方向に垂直な入射光のみが前記光電変換素子を通過して表示光源となることを特徴とする請求項３に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項６】
前記液晶層に対向して設けられたタッチスクリーン素子を更に含むことを特徴とする請求項１又は３に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項７】
前記偏光染料は二色性染料(dichroic dye)を含むことを特徴とする請求項１又は３に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項８】
前記二色性染料はＰ型二色性染料(P-dichroic dye)、Ｎ型二色性染料(N-dichroic dye)、アントラキノン染料(anthraxquinone dye)及びアゾ染料(azo dye)からなる群から１つ選択することを特徴とする請求項７に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項９】
前記偏光染料は反応性液晶を含むことを特徴とする請求項１又は３に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項１０】
前記反応性液晶はＯ型偏光の反応性液晶、Ｅ型偏光の反応性液晶、ＵＶ型反応性液晶及び温度型反応性液晶からなる群から１つ選択することを特徴とする請求項９に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項１１】
前記半導体層は前記半導体層と前記偏光染料との間の接触面積を増やすために表面に複数の孔のあるナノ薄膜で、前記偏光染料は前記半導体層の前記複数の孔のある表面に分布させて貼付することを特徴とする請求項１又は３に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項１２】
前記電解質層は有機正孔輸送材料又は無機Ｐ-型半導体材料を含む固体であることを特
徴とする請求項１又は３に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項１３】
前記電解質層は前記半導体層の前記複数の孔のある表面に分布して前記偏光染料に貼付
され、前記電解質層と前記偏光染料との間の接触面積を増やすことを特徴とする請求項１１に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項１４】
前記化学反応層はプラチナ(Pt)金属層又はカーボン(C)層であることを特徴とする請求項１又は３に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【請求項１５】
前記載置基板はトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）基板、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）基板又はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）基板であることを特徴とする請求項
２に記載の光電変換能力を有する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換能力を有する表示装置と偏光板に関する。より詳しくは、色素増感太陽電池の液晶表示装置と偏光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の求めに応じて、太陽電池は次第に日常生活の様々な装置内に幅広く使用されるようになり、再生可能エネルギー(renewable energy)又は補助エネルギーとして、特に各種ポータブル装置(例：ポータブル・コンピューター、携帯電話)或いは消費電力が大きい装置(例：表示装置)内に使用されている。液晶表示装置（ＬＣＤ）、ＯＬＥＤ表示装置（ＯＬＥＤ）、及びタッチスクリーン式表示装置等といった各種表示装置は、こうした傾向にあって、太陽電池をその主なエネルギー又は補助電源とする機種が次第に開発されるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
然しながら、前述した従来の技術では、目下採用されている太陽エネルギーを主要なエネルギー又は補助電源とする表示装置の大半が表示装置に太陽電池を直接増設していることから、この表示装置の厚みが大幅に増えることがよくある。図１では、液晶表示装置１０を例にとり、液晶パネル１６の上表面と下表面にそれぞれ上偏光板１２と下偏光板１４を貼付した後、さらに太陽電池１８を余分に増設したことで、表示装置全体の厚みが、液晶パネル１６、上偏光板１２、及び下偏光板１４の厚みのほかに、太陽電池１８の厚みも加わって、液晶表示装置１０の厚みが一般に市販されている液晶表示装置よりも遥かに大きくなってしまい、薄形化の目的が達せられないといった問題があった。
【０００４】
そこで、光電変換装置又は太陽電池があることにより表示装置の厚みが大幅に増すことのない光電変換能力を有する表示装置が求められているのである。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、現在一般に採用されている太陽電池を主たるエネルギー又は補助電源とする表示装置に比べて、その厚みの縮小が可能で薄形化の目的が達成される光電変換能力を備えた表示装置を提供することを主目的とする。
【０００６】
本発明はまた、偏光板と光電変換素子を一体に統合し、偏光板に同時に光電変換と偏光の功能を持たせ、表示装置の厚みの縮小が可能な光電変換能力を備えた表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明はまた、表示装置内に応用され、入射光の偏光が可能なのと同時に、一部の入射光を吸収して電気エネルギーに変換して電源を表示装置に供給するものの、表示装置の厚みの大幅増加にはならず、また表示装置の画像品質と輝度にも影響せず、そのうえ入射光線の使用効果を増すことができる光電変換能力を備えた偏光板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的に基づいて、本発明は、第１上表面と第１下表面を備えた第１基板、第２上表面と第２下表面を備えた第２基板、液晶層、第１偏光板、及び光電変換素子に偏光染料を添加して構成された第２偏光板を含む光電変換能力を有する表示装置を提供する。そのうち、液晶層は第１基板と前記第２基板の間に設けられ、それぞれ第１基板の第１下表面及び第２基板的第２上表面と接触する。第１偏光板は第１基板の第１上表面に設けられ、第２偏光板は第２基板の第２下表面に設けて貼付する。光電変換素子内に添加された偏光染料は、入射光波の振動方向が偏光染料の吸収軸の軸方向と平行な入射光の光子エネルギーを吸収して、光電変換を行なってエネルギーを表示装置に供給し、偏光染料の吸収軸の軸方向に垂直な入射光の光子エネルギーのみが、偏光染料に吸収されずに、第２偏光板を通過して表示光源となることができる。従って、この表示装置は第２偏光板によって入射光線が一層有効利用される。また、第２偏光板は同時に光電変換素子(又は太陽電池)と偏光板とすることが可能なので、同時に光電変換と偏光を行なうことで、太陽電池を表示装置の外部に余分に増やす必要が無く、効果的に表示装置の厚みが抑えられる。
【０００９】
上記目的に基づいて、本発明は、第１基板、第２基板、及び液晶層を備え、偏光染料を添加した光電変換素子が直接第２基板の表面に製作又は塗布された光電変換能力を有する表示装置を提供する。第１基板は第１上表面と第１下表面を備え、第２基板は第２上表面と第２下表面を備え、液晶層は第１基板と第２基板の間にある。第２基板の表面に直接製作された光電変換素子は、入射光波の振動方向が偏光染料の吸収軸の軸方向と平行な入射光の光子エネルギーを吸収して光電変換を行なって、表示装置にエネルギーを提供し、偏光染料の吸収軸の軸方向に垂直な入射光の光子エネルギーのみ通過させて偏光を行う光吸収型偏光板とすることが可能である。従って、光電変換素子は同時に偏光板と太陽電池とすることが可能で、入射光の光子エネルギーを完全且つ充分に利用して、入射光の使用効果を高めることができる。次に、この光電変換能力を有する表示装置における偏光板は同時に太陽電池と偏光板の機能を備えていることから、太陽電池を表示装置の外部に余分に増やす必要が無く、表示装置の厚みが効果的に抑えられる。
【００１０】
上記目的に基づいて、本発明は、表示装置内での使用が可能な光電変換能力を有する偏光板を提供する。この偏光板は負極電極、偏光染料を有する半導体層、電解質層、化学反応層、及び正極電極を形成した載置基板を備える。負極電極、偏光染料を有する半導体層、電解質層、及び正極電極は順番に載置基板上に形成される。この偏光板は電解質層と正極電極の間に設けられる化学反応層を更に含んでもよい。半導体層内の偏光染料は入射光波の振動方向が偏光染料の吸収軸の軸方向と平行な入射光の光子エネルギーを吸収して光電変換を行ない、偏光染料の吸収軸の軸方向に垂直な入射光の光子エネルギーのみを通過させて偏光を行う。偏極化染料的電子は吸収した光子エネルギーにより励起されて自由電子に遷移して光電エネルギー変換を行い、励起された電子は負極電極を介して外部回路に誘導され、正極電極は外部回路より伝達されてきた電子を受入れると共に、これを電解質層に伝達する。電解質層は正極電極が伝達してきた電子によって偏光染料が失った電子を補充することで、電解質層は偏光染料を絶えず還元することができる。化学反応層は電解質層の還元作用の進行を加速させるものである。このようにして、偏光板は入射光に偏光を行うと同時に、絶えず光電変換を行なって電気エネルギーを表示装置に供給することができる。
【発明の効果】
【００１１】
従って、本発明が提供する光電変換能力を有する表示装置と偏光板によれば、偏光染料を添加した光電変換素子(又は偏光板)により偏光機能しかない従来の偏光板に取って代わり、太陽電池と偏光板の機能全体を同一素子上に統合して、光電変換素子(又は偏光板)が入射光線に偏光を行うと共に、光電変換を行なって電気エネルギーを提供することができる。こうして、入射光線の使用効果が増すのみならず、光電変換素子(又は偏光板)内の偏光染料が偏光と光電変換の機能を備えていることから、太陽電池を表示装置の外部に余分に増やす必要が無く、太陽電池を備えた表示装置の厚みが効果的に縮小できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来の太陽電池を備えた表示装置構造の断面概略図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における太陽電池を備えた表示装置構造の断面概略図である。
【図３Ａ】本発明に係る別の実施形態における太陽電池を備えた表示装置構造の断面概略図である。
【図３Ｂ】本発明に係る別の実施形態における太陽電池を備えた表示装置構造の断面概略図である。
【図４】本発明に係る一実施形態における太陽電池を備えた偏光板構造の断面概略図である。
【図５Ａ】本発明に係る一実施形態における太陽電池を備えた偏光板におけるＯ型反応性液晶で入射光を偏極させた概略図である。
【図５Ｂ】本発明に係る一実施形態における太陽電池を備えた偏光板におけるＥ型反応性液晶で入射光を偏極させた概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
下述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、図面もまた理解のためにこれを誇張し若しくは簡略化しており、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。図２は本発明に係る一実施形態における光電変換能力を有する表示装置１００の断面概略図である。表示装置１００は第１基板１０２、第２基板１０４、液晶層１０６、第１偏光板１０８及び光電変換素子１１０に偏光染料を添加して構成された第２偏光板１１１を備える。第１基板１０２は第１上表面１０２ａと第１下表面１０２ｂを備え、第２基板１０４は第２上表面１０４ａと第２下表面１０４ｂを備え、第１基板１０２の第１上表面１０２ａと第２基板１０４の第２上表面１０４ａは何れも同一方向に面しており、第１基板１０２の第１下表面１０２ｂと第２基板１０４の第２上表面１０４ａは対向する。液晶層１０６は第１基板１０２の第１下表面１０２ｂと第２基板１０４の第２上表面１０４ａの間に設けられる。第１偏光板１０８は第１基板１０２の第１上表面１０２ａに設けられて表示装置１００の上偏光片とし、光電変換素子１１０に偏光染料して構成された第２偏光板１１１は、第２基板１０４の第２下表面１０４ｂに貼付して、偏光機能しかない従来の偏光板に取って代える。
【００１５】
第２偏光板１１１は載置基板１１２と載置基板１１２上に設けられた光電変換素子１１０を備え、光電変換素子１１０は負極電極１１４、偏光染料を有する半導体層１１６、電解質層１１８、化学反応層１２０、及び正極電極１２２を備える。負極電極１１４、偏光染料を有する半導体層１１６、電解質層１１８、化学反応層１２０、及び正極電極１２２は、下から上に順番に載置基板１１２上に製作又は塗布されて第２偏光板１１１を構成する。負極電極１１４は載置基板１１２上に設けられ、半導体層１１６は負極電極１１４上に設けられ、電解質層１１８は半導体層１１６上に設けられ、化学反応層１２０は電解質層１１８上に設けられ、正極電極１２２は化学反応層１２０上に設けられる。第２偏光板１１１は接着層（図示せず）で第２基板１０４の第２下表面１０４ｂに貼付されて、第２偏光板１１１は正極電極１２２で第２基板１０４の第２下表面１０４ｂに接着される。
【００１６】
光線が第２偏光板１１１に入射すると、半導体層１１６内の偏光染料が入射光波の振動方向が偏光染料の吸収軸の軸方向と平行な入射光の光子エネルギーを吸収し、偏光染料の吸収軸の軸方向に垂直な入射光のみが偏光染料に吸収されず、それを半導体層１１６と第２偏光板１１１のその他の膜層を通過させて、表示装置１００の顯示光源として、入射光が偏光效果を生じる。偏光染料に吸収された光子エネルギーは偏光染料の電子を励起するのに用いられ、最高被占軌道（Highest Occupied Molecular Orbital、略称ＨＯＭＯ）から最低被占軌道（Lowest Occupied Molecular Orbital、略称  ＬＯＭＯ）に遷移して、自由電子となって半導体層１１６の伝導帶内に注入される。半導体層１１６の伝導帶内に注入された電子は負極電極１１４によりを外部回路（図示せず）に誘導される。その内部の電子が励起されて半導体１１６の伝導帶内に注入された偏光染料は、化学反応層１２０の化学反応作用で、電解質層１１８が偏光染料が失った電子を補充することで偏光染料を還元する。化学反応層１２０は偏光染料の還元を加速するのに用いられる。正極電極１２２は外部回路から伝達されてきた電子対を受入れて、これを電解質層１１８に伝達して電解質層１１８が失った電子対を補充する。上記一連の作用によって、光線が第２偏光板１１１に照射されると、例えば、表示装置１００内のバックライトモジュール（図示せず）が供給する光線が第２偏光板１１１に照射されると、第２偏光板１１１は偏光染料の吸収軸の軸方向と平行な入射光の光子エネルギーを吸収して吸収型の偏光片とするほかに、さらに同時に色素増感太陽電池として、吸収した光子エネルギーが絶えず光電変換を行なって、引き続き電気エネルギーを表示装置１００に供給する。
【００１７】
次に、同時に偏光と光電変換の機能を備えた第２偏光板１１１で偏光機能しかない従来の下偏光板に取って代えることで、太陽電池を表示装置の外部に余分に増やす必要が無く、光電変換機能を備えた表示装置１００を製作することができるので、表示装置１００の厚みが大幅を増えることがない。また、従来の吸収型偏光板が偏光の際に吸収した光子エネルギーを廃棄して使用しないのと異なり、第２偏光板１１１が偏光と同時に吸収した光子エネルギーは、利用して電気エネルギーに変換して表示装置１００に供給する。従って、表示装置は入射光を一層全面的に使用することで入射光の使用効果が高められることとなる。
【００１８】
半導体層１１６の偏光染料は二色性染料(dichroic dye)と反応性液晶(reactive liquid crusyal) を含み、偏光染料は二色性染料を添加した反応性液晶を同時に使用して偏光效果を達成する。本発明の二色性染料は分子長軸方向又は分子短軸方向に平行に光の吸収に異方性(anisotropic) を有する染料で、それは分子長軸方向の光を吸収するＰ型二色性染料(P-dichroic dye)、又は分子短軸方向の光を吸収するＮ型二色性染料(N-dichroic dye)でよい。或いは、二色性染料はアントラキノン染料(anthraxquinone dye)又はアゾ染料(azo dye)等の染料でもよい。
【００１９】
本発明の反応性液晶は必要な反応形態に応じて、ＵＶ型反応性液晶又は温度型反応性液晶を採用することが可能で、或いは、必要な入射光の吸収方向に応じて、棒状(rod-like)液晶分子のようなＯ型偏光の反応性液晶、或いは円盤状(discotic)液晶分子のようなＥ型偏光の反応性液晶を採用することもできる。図５Ａでは、Ｏ型偏光の反応性液晶２００が入射光Ａにおける電場方向が光軸Ｃに平行な異常波Ａ１(extraordinary wave)を吸収し、光軸Ｃに垂直な定常波Ａ２(ordinary wave)のみを通過させて、光軸Ｃに垂直な偏極光Ｂを形成する。図５Ｂでは、Ｅ型偏光の反応性液晶２０２が入射光Ａにおける電場方向が光軸Ｃに垂直な定常波Ａ２(ordinary wave)を吸収し、電場方向が光軸Ｃに平行な異常波Ａ１(extraordinary wave)のみを通過させて、光軸Ｃに平行な偏極光Ｂ’を形成する。
【００２０】
次に、半導体層１１６と偏光染料間の接触面積を増やすために、半導体層１１６は複数の孔の二酸化チタン（ＴｉＯ２）ナノ薄膜のような表面に複数の孔のあるナノ薄膜で、複数の孔のある表面に多くの空洞があり、偏光染料が半導体層１１６の複数の孔のある表面に分布して貼付される。例を挙げると、表面に複数の孔のある半導体層１１６は多数の空洞のある複数孔構造で、偏光染料がこれら複数孔構造のナノ薄膜の空洞内に分布して、複数孔構造のナノ薄膜の孔壁に付着する。電解質層１１８は固体の電解質で構成されて、液体の電解質に取って代わり、後続の製造工程の難度を低くし、電解質層１１８と偏光染料間の接触面積を増やすために、電解層質１１８は半導体層１１６の複数孔のある表面に分布して、偏光染料上に付着する。本発明では、電解質層１１８はＰ３ＨＴ、Ｐ３ＯＴ、ＰＤＴＩ、又はＯＭｅＴＡＤ等の有機重合体又はその他類似の有機重合体のような有機正孔輸送材料を採用し、或いはＣｕＩ又はＣｕＳＣＮ等の半導体材料又はその他類似の半導体材料のような無機Ｐ型半導体材料を採用することができる。
【００２１】
本実施形態では、化学反応層１２０はプラチナ（Ｐｔ）金属層又はカーボン（Ｃ）層で、電解質層１１８が半導体層１１６内の偏光染料に対して還元反応の進行を加速するが、本発明の其他実施形態では、ニーズに応じて異なる材質の化学反応層を採用することも可能である。負極電極１１４と正極電極１２２は一般に市販されている太陽電池に使用される負極電極と正極電極の材質を採用することができる。載置基板１１２はトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）基板、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）基板又はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）基板である。また、第１基板１０２は表示装置のフィルタ基板、第２基板１０４は表示装置の薄膜トランジスタ基板（ＴＦＴ基板）、又は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と一般に市販されている電極基板で構成された基板でよい。
【００２２】
図３Ａは本発明に係る別の実施形態の光電変換能力を有する表示装置１００Ａの断面概略図である。表示装置１００Ａは第１基板１０２、第２基板１０４、及び液晶層１０６を備え、液晶層１０６は第１基板１０２と第２基板１０４の間に設けられる。表示装置１００Ａは、第２基板１０４で図２に示された第２偏光板１１０内の載置基板１１２に取って代え、偏光染料を添加した光電変換素子１１０’を直接第２基板１０４を載置体として第２基板１０４の第２上表面１０４ａに製作又は塗布して、光電変換素子１１０’と第２基板１０４を一体に統合する。従って、表示装置１００Ａは図２に示された第２偏光板１１０内の載置基板１１２を省略したことで、表示装置１００Ａの厚みが表示装置１００に対して一層低減した。光電変換素子１１０’は偏光と光電変換の機能を兼備することから、同時に、表示装置１００Ａ内で入射光の偏光を行う光吸収型偏光板、そして、電気エネルギーを表示装置１００Ａに供給する色素増感太陽電池とすることができる。また、更に上偏光板１０８を第１基板１０２の第１上表面１０２ａに設けることも可能である。
【００２３】
光電変換素子１１０’は負極電極１１４、偏光染料を有する半導体層１１６、電解質層１１８、化学反応層１２０、及び正極電極１２２を備える。負極電極１１４、偏光染料を有する半導体層１１６、電解質層１１８、化学反応層１２０、及び正極電極１２２は、下から上に順番に第２基板１０４の第２上表面１０４ａに製作又は塗布される。光電変換素子１１０’は負極電極１１４を直接第２基板１０４の第２上表面１０４ａに設け、第２基板１０４と半導体層１１６はそれぞれ負極電極１１４の対向する両側に設ける。半導体層１１６内の偏光染料は二色性染料と反応性液晶で構成される。表示装置１００Ａ内に偏光染料を添加した光電変換素子１１０’の偏光作用と光電変換作用は、前文で詳述済みであることから、ここではこれ以上詳述しない。また、表示装置１００Ａと偏光板１１０’内の各素子の作用と材質、並びに図２で示された表示装置１００と光電変換素子１１０内の各素子の作用と材質は類似していることから、これ以上詳述しない。
【００２４】
また、図３Ｂは本発明に係る別の実施形態における光電変換能力を有する表示装置１００Ｂ構造の断面概略図である。表示装置１００Ｂの構造と図３Ａに示された表示装置１００Ａは類似の素子を備え、ほぼ類似の構造をしている。両者の異なる点は、表示装置１００Ｂ内に偏光染料を添加した光電変換素子１１０’が直接第２基板１０４の第２下表面１０４ｂに製作又は塗布され、表示装置１００Ａ内の光電変換素子１１０’が直接第２基板１０４の第２上表面１０４ａに製作又は塗布されることにある。表示装置１００Ｂでは、負極電極１１４、偏極化染料のある半導体層１１６、電解質層１１８、化学反応層１２０、正極電極１２２、及び第２基板１０４は、下から上へ順番に積層され、光電変換素子１１０’と第２基板１０４は一体に統合される。光電変換素子１１０’は正極電極１２２を直接第２基板１０４の第２下表面１０４ｂに設け、第２基板１０４と化学反応層１２０はそれぞれ正極電極１２２の対向する両側に設ける。
【００２５】
図２の表示装置１００、図３Ａの表示装置１００Ａ、或いは図３Ｂの表示装置１００Ｂに拘らず、何れも偏光染料が添加された光電変換素子（又は偏光板）を使用して従来の偏光板に取って代える。この偏光染料が添加された光電変換素子（又は偏光板）は、偏光機能しかない従来の偏光板と異なり、偏光と光電変換の機能を兼備する。こうして、表示装置が光電変換の機能を備えたことで、太陽電池を表示装置の外部に余分に増やす必要が無く、表示装置の厚みが大幅に増すことがない。
【００２６】
また、この偏光染料を添加した光電変換素子（又は偏光板）は同時に吸収型の偏光片と色素増感太陽電池とすることが可能で、入射光に対して偏光を行う際に表示装置が不要とする光子エネルギーを吸収するのを利用して、光電変換を行なって電気エネルギーを表示装置に供給し、入射光を更に全面的に使用して、入射光に対する使用効果を上げることができる。次に、光電変換を行なう光子エネルギーは表示装置が不要とする光子エネルギーであることから、この偏光板が光電変換を行なうことで表示装置の品質や輝度に影響しない。さらに、表示装置１００、１００Ａ、及び１００Ｂは、光電変換素子１１０と１１０’が何れも第２基板（即ち、下基板）の表面に設けられているので、透光度の不足により入射光線が遮蔽されて、表示装置の輝度や画像品質が低下することはない。
【００２７】
本発明の実施形態では、表示装置１００、１００Ａ、及び１００Ｂは何れも光電変換能力を有する液晶表示装置であるが、液晶顯示層１０６の上又は液晶顯示層１０６の下といったように、液晶顯示層１０６に対向する位置に、タッチスクリーン装置を設けて、光電変換能力を有するタッチスクリーン式表示装置とすることができる。
【００２８】
また、本発明は更に光電変換能力を有する偏光板を提供するが、これは同時に偏光と光電変換機能を兼備しているので、表示装置内に使用することが可能であると共に、表示装置内の光吸収型偏光板と太陽電池とすることができる。図４は本願に係る実施形態における光電変換能力を有する偏光板１１１の断面概略図である。偏光板１１１は負極電極１１４、偏光染料を有する半導体層１１６、電解質層１１８、化学反応層１２０、及び正極電極１２２等の素子で、下から上へ順番に載置基板１１２に積層されて構成される。半導体層１１６内の偏光染料は二色性染料と反応性液晶で構成されているので、偏光板１１１は偏光と光電変換の機能を兼備することが可能であり、偏光板１１１内の各素子の作用及び材質は、図２に示された表示装置１００の第２偏光板１１１中の各素子の作用以及び材質と類似することから、ここではこれ以上詳述しない。
【００２９】
従って、本発明は光電変換能力を有する表示装置と偏光板を提供して、この光電変換能力を有する偏光板（又は光電変換素子）が従来の下偏光板に取って代わり、表示装置内に応用され、同時に表示装置に偏光と光電変換の機能を提供することから、表示装置の厚みが大幅に増すことがなく、そのうえ表示装置の輝度や画像の品質に影響することもなく、入射光の使用効果を高める。
【符号の説明】
【００３０】
１０  液晶表示装置
１２  上偏光板
１４  下偏光板
１６  液晶パネル
１８  太陽電池
２０  ＯＬＥＤ表示装置
２２  ＯＬＥＤパネル
２４  太陽電池層
３０  太陽電池を備えた表示装置
３１  上基板
３２  下基板
３３  液晶層
３４  接着層
３５  太陽電池
３６  光線
４０  ポータブル裝置
４２  フレーム
４４  接着層
４６  ガラス層
４７  液晶パネル
４８  太陽電池
４９  軟質回路板
５０  表示装置
５２  フレーム
５３  表示装置パネル
５４  太陽電池
５５  λ／4偏光板
５６  リニア偏光板
５７  円偏光板
５８  太陽光発電表示パネル
１００、１００Ａ、１００Ｂ  光電変換能力を有する表示装置
１０２  第１基板
１０２ａ  第１基板の上表面
１０２ｂ  第１基板の下表面
１０４  第２基板
１０４ａ  第２基板の上表面
１０４ｂ  第２基板の下表面
１０６  液晶層
１０８  第１偏光板
１１０  光電変換素子
１１０’  光電変換素子
１１１  第２偏光板
１１２  載置基板
１１４  負極電極
１１６  偏光染料を有する半導体層
１１８  電解質層
１２０  化学反応層
１２２  正極電極
２００  Ｏ型偏光の反応性液晶
２０２  Ｅ型偏光の反応性液晶
Ａ  入射光
Ａ１  異常波
Ａ２  定常波
Ｂ、Ｂ’  偏極光
Ｃ  光軸
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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